Exploring the factors influencing the cost-effective design of hub-and-spoke and point-to-point networks in maritime transport using a bi-level optimization model

Tagawa Hoshi; Kawasaki Tomoya; Hanaoka Shinya

doi:10.1016/j.ajsl.2021.03.001

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자료유형: 학술저널

저자정보: Tagawa Hoshi (Tokyo Institute of Technology) Kawasaki Tomoya (The University of Tokyo) Hanaoka Shinya (Tokyo Institute of Technology)

저널정보: 한국해운물류학회 The Asian Journal of Shipping and Logistics The Asian Journal of Shipping and Logistics Vol.37 No.2

발행연도: 2021.6

수록면: 192 - 203 (12page)

DOI: 10.1016/j.ajsl.2021.03.001

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Hub-and-spoke (HS) networks are cost-effective because they allow the realization of economies of density. However, the cost of point-to-point (PP) networks may be lower than that of HS networks when certain conditions, such as cargo demand, bunker price, vessel size, and the shippers’ value of time change. This study explores the factors that influence the cost-effectiveness of HS and PP networks. We developed a mixed-integer programming model that allows for bi-level optimization between shipping lines and shippers. As a case study, we applied it to Chinese and Japanese ports, with both HS and PP networks. We found that high cargo demand increases the use of PP networks while enlarging vessel size increases the use of HS networks. These findings enable us to predict the occurrence of hubbing?shifting from a PP to an HS network?and de-hubbing?shifting from an HS to a PP network.

#Maritime transport #Network design #Hub-and-spoke network #Point-to-point network #Bi-level optimization

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Kawasaki Tomoya

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Hanaoka Shinya

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